材料和能源的发展是人类文明发展进步的两大主要促进因素，因为各种工具、器具等生产生活资料都需要材料来制作，而能源则是能够代替人力的生产力。
在原始社会，人类使用的材料取材于自然界已有的东西，比如加工过后的石器和木材，能源使用的则是火，这一时期被称作石器时代。此后，人类祖先又先后掌握了铜、铁等金属材料的冶炼锻造技术，这两种材料对人类文明的发展有极大的促进作用，因此在这期间的人类文明也被称作青铜时代和铁器时代。
在18世纪末期，整个世界已逐渐由封建社会步入资本主义社会，蒸汽机的应用让人类进入了蒸汽时代。而到了19世纪70年代，内燃机和电力的应用使人类进入了电气时代。蒸汽机和内燃机都是热机，它使人类能够利用燃烧所产生的热能。而电力的广泛应用更具革命性，人类的现代生活已经离不开电了，就算是核能也是用来发电。没有电，整个现代社会将崩溃，因为各种靠电力驱动的机械和设备，比如电灯、空调、电动车、智能手机、计算机、网络等，都将无法使用。
人类现在所使用的各种材料，除了木材、蚕丝等天然材料以外，其他的很多材料都是人类自己创造的，比如玻璃、塑料、合成橡胶、合成纤维、合金、混凝土等。人类能源和材料的进步与科学的发展进步密切相关，各种新材料、新能源都离不开科学家的辛勤研究。
中国科学家近些年在新材料方面的研究也为世界做出了很大贡献，据澎湃新闻报道，由多名中国科学家提出的新材料理论，有望指导大量高性能材料的设计和改良。
据来自上海市松江区的东华大学生物与医学工程学院博士研究生米俊鹏介绍，此前人们以为对于同一种材料，超高强度和超强韧性不可兼得，但他经过研究发现，这并非没有可能。
在其发表的论文中，米俊鹏首次探究并界定了材料强度与材料韧性的“本质”，并开创了两个新理论“分子间非共价键能密度理论”和“平均单分子间非共价键能密度理论”，前者被用于描述材料强度的本质，后者被用于描述材料韧性的本质。
据研究人员介绍，这一研究成果能有效地将超高强度和超强韧性结合起来，可以作为设计能够建造太空电梯的材料的指导原则。
其实，米俊鹏等人已经以上述理论为指导，对强韧轻巧的蜘蛛丝进行了研究和改良，通过对蚕进行转基因，研究人员让蚕吐出了比防弹背心所用芳纶纤维“凯夫拉”韧性更高的蜘蛛丝。相关研究已发表在国际期刊《物质》上，标题是《用转基因家蚕纺制的高强度、超韧性全蜘蛛丝纤维》。
研究结果显示，这些由蚕“吐出”的蜘蛛丝蛋白纤维表现出了惊人的抗拉强度和惊人的韧性。其韧性达兆焦耳每立方米，比美国杜邦公司研发的可用于制作防弹衣的凯夫拉材料高6倍。
高强度碳纤维的抗拉强度可达兆帕以上，这种新型蜘蛛丝蛋白纤维的抗拉强度为兆帕，虽然在抗拉强度方面，蜘蛛丝蛋白纤维目前还比不上碳纤维，但通过改进，其抗拉强度或许也能够达到或者超过碳纤维。
碳纤维是一种脆性材料，而这种新研发的蜘蛛丝蛋白纤维，不仅韧性极强，抗拉强度也较高，也难怪研究人员声称这种新材料或许能将太空电梯变为现实。